Messen Sie die Netzwerklatenz, bevor ein Problem auftritt

Die Geschwindigkeit eines Netzwerks wird im Allgemeinen als Durchsatz definiert: Wie viele Megabit oder Gigabit kann Ihr Netzwerk innerhalb einer Sekunde durch seine Pipes pumpen. Das ist sicherlich wichtig, aber es gibt noch einen weiteren Faktor zu berücksichtigen, und heutzutage ist es oft mindestens genauso wichtig (und manchmal wichtiger) als die rohe Geschwindigkeit. Dieser Faktor ist die Latenz. Die Latenz lässt sich am besten als Verzögerung definieren: Die Zeitspanne zwischen dem Senden eines Pakets oder einer Paketgruppe von einer Quelle zu einem Ziel und der Messung in Millisekunden (ms). Für die Benutzer sind selbst große Unterschiede in der Verzögerungszeit bei der Verwendung ihrer alltäglichen Anwendungen oft nicht erkennbar. Das heißt, es sei denn, sie verwenden latenzempfindliche Apps. Die Liste der latenzempfindlichen Apps hat in letzter Zeit zugenommen, weshalb die Latenz so wichtig ist. Die meisten Apps können sich auf eine langsamere Latenz einstellen, aber einige - insbesondere diejenigen, die auf Video-Streaming oder einer anderen Art von konstantem Datenfeed basieren - können blockieren, wenn eine Mindestlatenzleistung nicht erreicht wird.

Ein Schlüsseltreiber, der die Latenzlandschaft verändert, ist der Cloud-Service. Cloud-Dienste, unabhängig davon, ob sie in privaten Rechenzentren oder öffentlichen Clouds wie Amazon Web Services (AWS) oder Google Cloud ausgeführt werden, befinden sich zwangsläufig in einiger Entfernung von Ihrem Rechenzentrum. Normalerweise verläuft der Pfad zu diesen Cloud-Diensten über das öffentliche Internet. Für den meisten Netzwerkverkehr ist eine Internetverbindung ausreichend. Für latenzempfindliche Apps ist das Internet jedoch eine unvorhersehbare Wildnis, die in einer Millisekunde ruhig und in der nächsten stürmisch sein kann. Dies liegt daran, dass der Datenpfad den Schwankungen von Routing- und Verarbeitungsverzögerungen unterworfen ist. Diese Faktoren können weder Ihre IT-Mitarbeiter noch die IT-Experten des Cloud-Service steuern.

Was ist Latenz?

Es gibt zwei Arten von Latenzen, die sich auf Cloud-Dienste auswirken. Einer ist die Zeit, die Daten benötigen, um über das Netzwerk von einem Punkt zum anderen zu gelangen. Dies wird durch die "Drahtgeschwindigkeit" der Verbindung begrenzt, dh entweder die Lichtgeschwindigkeit, die durch ein Glasfaserkabel läuft, oder die Signalgeschwindigkeit von Daten, die entlang eines Cat X-Kupferkabels laufen. In allen Fällen hängt es direkt mit der Entfernung zusammen. Am wichtigsten ist, dass Sie nichts gegen die Verzögerungen tun können, die durch die für die Übertragung erforderliche Zeit verursacht werden, außer dass Sie näher an den Cloud-Anbieter heranrücken oder den nächstgelegenen Serverstandort für den von Ihnen verwendeten Cloud-Dienst auswählen, obwohl nicht alle Cloud-Dienste Gib dir diese Option.

Die zweite Art von Latenz entsteht durch Verarbeitungsverzögerungen oder manchmal durch schlechtes Routing. Jedes Mal, wenn Ihr Datenpaket ein Gerät durchläuft, gibt es eine kurze Verzögerung, während der Router oder Switch entscheidet, wohin es als Nächstes gesendet werden soll. Es gibt zusätzliche Verzögerungen, die durch die Paketüberprüfung in Firewalls oder anderen Sicherheitsgeräten sowie durch Server verursacht werden, die eine Datenanforderung empfangen, in ihrem Massenspeicher finden, auf die Anforderung reagieren und eine Antwort senden. Während jede dieser Verzögerungen kurz sein kann, addieren sie sich. Wenn Ihr Weg von Ihrem Rechenzentrum zu Ihren Daten in der Cloud überlastet ist, können sich manchmal die Verzögerungen und damit die Latenz wirklich summieren.

Messen Sie die Latenz mit Traceroute

Glücklicherweise ist das Messen der Latenz für Ihre Daten recht einfach und kostet nichts. Um dies herauszufinden, führen Sie die Befehlszeile in einem Betriebssystem Ihrer Wahl aus und führen Sie einen Traceroute-Befehl aus. In Microsoft Windows geben Sie an der Eingabeaufforderung den Befehl "tracert" gefolgt vom Namen des Ziels ein, möglicherweise "aws.amazon.com" oder "cloud.google.com". (Siehe Screenshot unten.)

Wechseln Sie in Apple OS X oder Linux zum Terminalfenster und geben Sie Folgendes ein: traceroute -I companydomain.com. Alternativ können Sie den Domainnamen durch eine tatsächliche IP-Adresse ersetzen. Sie möchten den Schalter -I, damit Traceroute das Internet Control Message Protocol (ICMP) verwendet, das zur genauen Messung der Latenz benötigt wird.

Unabhängig vom Betriebssystem werden auf dem Bildschirm Antworten von jedem Router auf dem Weg zu der Website, die Sie überprüfen, sowie eine Zeitmessung in ms angezeigt. Addieren Sie diese und das ist Ihre Latenz. Wenn Sie den Befehl mehrmals ausführen, werden Sie feststellen, dass nicht immer dieselben Router angezeigt werden. Dies liegt daran, dass Ihre Datenpakete bei jeder Ausführung des Befehls möglicherweise unterschiedliche Internetpfade verwenden. Einige Pfade können länger als andere sein, wodurch sich die Gesamtlatenz erhöht. Willkommen bei Latenz im Internet.

Klicken Sie auf den Screenshot, um ihn zu vergrößern.

Messen Sie die Latenz mit den Network Management Tools

IT-Experten, die für ein Unternehmensnetzwerk verantwortlich sind, verfügen über eine Art Netzwerküberwachungstool, mit dem sie überwachen können, was über ihre Drähte läuft und wie der Datenverkehr funktioniert. Sie können die Netzwerklatenz auch auf andere Weise überprüfen. Wenn es sich um ein gut ausgestattetes Tool handelt, verfügt es über eigene Funktionen zur Latenzmessung. Beispielsweise verfügt Spiceworks über eine eigene Traceroute-Software, die das Transmission Control Protocol (TCP) anstelle des ICMP-Protokolls verwendet, das in der zuvor beschriebenen Standard-Traceroute-Funktion verwendet wird. Dies wird auch im Ping-Befehl verwendet. In einigen Fällen kann TCP genauer sein, da einige Router so konfiguriert sind, dass sie nicht auf ICMP-Pakete antworten.

Ein weiteres gutes Beispiel ist die Paessler AG, die den Paessler PRTG Network Monitor vertreibt. Dieses Tool sorgt zusammen mit den anderen Funktionen für Netzwerklatenz. Die Paessler AG verfügt über eine Freeware-Version ihrer Software sowie eine kostenlose Testversion. Ich werde mich mit dem PRTG-Netzwerkmonitor befassen, einschließlich seiner Latenzfähigkeiten, während ich das Tool für einen bevorstehenden PCMag-Test teste.

"Über Ping-Zeiten hinaus, wenn ich das in jedem Zeitraum messe, ist dies das grundlegende Maß für die Latenz", erklärte Greg Ross, Senior Systems Engineer bei der Paessler AG. "Sie können den Pfad aufteilen und für jeden Hop im Pfad auswerten. Wir können dies mit einer Trace-Route-Hop-Zählung tun.

"Der andere Aspekt ist die Überwachung der Servicequalität, bei der es um Jitter und Roundtrip-Zeit zwischen mir und dem Endpunkt geht", sagte Ross. Er sagte, dass eine solche Überwachung auch andere Ursachen für die Latenz aufzeigen kann, wie z. B. verzögerte Pakete oder Pakete, die nicht in der richtigen Reihenfolge empfangen wurden.

Reduzieren Sie die Auswirkungen der Latenz

Wenn Ihre Apps Probleme mit hohen Latenzzeiten haben, können Sie einige Maßnahmen ergreifen, um die Auswirkungen der Latenz zu verringern, auch wenn Sie sie nicht beseitigen können. Als Erstes müssen Sie untersuchen, welchen DNS-Dienst (Domain Name System) Sie verwenden, wenn Sie keinen eigenen DNS-Server haben. Eine versteckte Ursache für Latenz ist die Verzögerung, die auftritt, wenn der von Ihnen verwendete DNS-Server die IP-Adresse (Internet Protocol) der Website ermittelt, die Sie erreichen möchten.

Ein entfernter DNS-Server führt zu Wartezeiten, ebenso wie ein Server, der einfach keine gute Leistung erbringt. Wenn Sie einen eigenen Server haben, wird diese Suchzeit reduziert, vorausgesetzt, die Adresse befindet sich in den Tabellen Ihres Servers. Andernfalls müssen Sie warten, bis der nächste DNS-Server in der Zeile nach der Adresse gefragt wird. Bei Websites, die Sie häufig besuchen, kann dies die Latenz verringern.

Eine dedizierte Verbindung verringert auch die Latenz, sofern sie wirklich dediziert ist, dh, Sie haben eine Verbindung über eine definierte Leitung. Dies kann eine physische Glasfaserverbindung sein, wenn Sie nahe genug sind oder eine Leitung von einem Netzbetreiber gemietet wurde. Auf diese Weise reduzieren Sie die Anzahl der beteiligten Router und die Wahrscheinlichkeit von Routingfehlern, die zu Wartezeiten führen können.

Und natürlich können Sie die Entfernung verringern. Gemäß den von M2 Optics bereitgestellten Tabellen führt eine Faserlänge von 100 km zu einer Latenz von fast 500 Mikrosekunden. Das ist eine halbe Millisekunde. Sie sehen also, wie weit sich die Latenz summieren kann.

Halten Sie die Hopfenanzahl klein

Unabhängig davon, wie Sie mit der Latenz umgehen, sollten Sie berücksichtigen, wie sich diese auf andere Aspekte Ihres Netzwerks auswirkt. Wenn Sie beispielsweise Ihre Cloud für die Notfallwiederherstellung (Disaster Recovery, DR) verwenden, kann ein zu geringer Abstand zu Problemen führen, da nicht die gleiche Katastrophe auf Ihrer DR-Site auftreten soll wie in Ihrem Rechenzentrum.

Im Allgemeinen können Sie die Latenz reduzieren, indem Sie die Anzahl der Sprünge in Ihrem Pfad verringern. Sie können dieses Problem auf verschiedene Arten lösen. Abgesehen von den oben genannten können Sie eine garantierte Bandbreite haben, um die durch Überlastungen verursachte Latenz zu reduzieren, oder Sie können redundante Anbieter haben, sodass Ihre App den Pfad mit der geringsten Latenz in Echtzeit auswählen kann.

Sie können die Latenz zwar nicht beseitigen, ohne die Gesetze der Physik zu verletzen, aber Sie können sie auch nicht ignorieren. Mit beliebten Apps wie Echtzeit-Streaming-Analytics, Videokonferenzen und sogar dem Voice-over-IP (VoIP) -Verkehr Ihres Unternehmens wird die Latenz immer empfindlicher, sodass sich die Latenz Ihres Netzwerks auszahlt, bevor es zu einem Problem wird Dividenden auf der ganzen Linie.